基于多期遙感的三峽庫(kù)區(qū)森林景觀破碎化演變研究

張煜星，嚴(yán)恩萍，夏朝宗，黨永鋒

（1.國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100714；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林業(yè)遙感信息工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

基于多期遙感的三峽庫(kù)區(qū)森林景觀破碎化演變研究

張煜星1，嚴(yán)恩萍2，夏朝宗1，黨永鋒1

（1.國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100714；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林業(yè)遙感信息工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

實(shí)施三峽工程以來(lái)，三峽庫(kù)區(qū)森林空間分布及其景觀格局發(fā)生了顯著變化，非常值得關(guān)注。研究以三峽庫(kù)區(qū)遙感解譯的1990、2002、2011年3期森林分布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立森林破碎化分析模型，運(yùn)用ArcGIS10.0和Fragstars4.0軟件，選取合適的景觀格局指數(shù)，對(duì)庫(kù)區(qū)森林景觀格局動(dòng)態(tài)和破碎化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：1990～2011年間，三峽庫(kù)區(qū)森林斑塊面積和數(shù)量明顯增加，斑塊間異質(zhì)性減弱；2011年森林面積比例超過(guò)70%的地理網(wǎng)格單元達(dá)40%，比1990年提高15%；森林景觀聚集度、優(yōu)勢(shì)度升高，團(tuán)聚性不斷增強(qiáng)，破碎化程度明顯改善，森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)。由此證明，在長(zhǎng)期的人工造林等植被建設(shè)和保護(hù)工程作用下，能夠促進(jìn)森林景觀格局的改善，減緩森林景觀破碎化，增進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性。

林業(yè)遙感；森林景觀格局；破碎化；演變規(guī)律；三峽庫(kù)區(qū)

森林的破碎化是景觀由簡(jiǎn)單、均質(zhì)、連續(xù)趨向復(fù)雜、異質(zhì)和不連續(xù)的過(guò)程，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能減弱、物種多樣性喪失，從意義上講是森林退化的過(guò)程[1]。利用相關(guān)監(jiān)測(cè)成果，結(jié)合典型案例對(duì)森林破碎化狀況進(jìn)行分析，有助于揭示一定區(qū)域內(nèi)森林破碎化正向（加?。┗蛘吣嫦颍p輕）演變過(guò)程，反映通過(guò)加強(qiáng)森林培育管理，增加森林植被覆蓋對(duì)保護(hù)生態(tài)廊道，阻止棲息地退化，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力的重要作用。

隨著森林生態(tài)系統(tǒng)景觀結(jié)構(gòu)和功能研究的不斷深入[2-8]，采用景觀格局指數(shù)對(duì)森林景觀破碎化的研究也日趨成熟[9-10]，有關(guān)森林的經(jīng)營(yíng)、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)功能的發(fā)揮以及生物多樣性保護(hù)等內(nèi)容，均涉及到森林景觀的片段化，但針對(duì)流域森林景觀經(jīng)營(yíng)和破碎化研究的報(bào)道較少[11-14]。森林景觀格局破碎化主要是人為干擾和自然因素長(zhǎng)期協(xié)同作用的結(jié)果[15]。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)、城市化和交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，加之全球氣候變化的影響，森林景觀生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)之間的矛盾日益突出[16]，導(dǎo)致全球森林破碎化進(jìn)程加速。研究森林景觀格局及其破碎化演變規(guī)律，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，進(jìn)而降低森林生態(tài)系統(tǒng)的潛在威脅，保障生態(tài)安全。

本文采用多期遙感動(dòng)態(tài)分析技術(shù)，以基于SPOT5、TM等影像區(qū)劃調(diào)查的森林分布數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，采用Fragstars4.0和ArcGIS10.0軟件，分析三峽庫(kù)區(qū)1990、2002、2011年的森林景觀動(dòng)態(tài)，運(yùn)用最大形狀指數(shù)、邊界密度指數(shù)、破碎化指數(shù)和平均最近距離等指標(biāo)對(duì)庫(kù)區(qū)森林景觀格局動(dòng)態(tài)和破碎化程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期闡明各森林組分之間的特征差異，為三峽庫(kù)區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和景觀格局規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

三峽庫(kù)區(qū)位于東經(jīng) 106°00′～ 111°59′、北緯29°16′～ 31°25′，地處四川盆地與長(zhǎng)江中下游平原的結(jié)合部，跨越渝、鄂中山區(qū)峽谷及川東嶺谷地帶，北屏大巴山、南依川鄂高原，屬高輸沙區(qū)域，是全國(guó)水土保持重點(diǎn)防治區(qū)。范圍涉及27個(gè)縣（區(qū)、市），土地面積576.68萬(wàn)hm2，屬典型的亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均溫在17～19℃之間，年均降水量多在1 000～1 200 mm 之間。庫(kù)區(qū)物種資源豐富，主要植被類(lèi)型有針葉林、闊葉林、混交林和灌草叢等。

上世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)家在開(kāi)工建設(shè)三峽水利樞紐工程的同時(shí)，先后在三峽庫(kù)區(qū)實(shí)施了長(zhǎng)江流域防護(hù)林工程、天然林資源保護(hù)工程、退耕還林工程、庫(kù)周綠化帶工程和長(zhǎng)江兩岸森林工程等重點(diǎn)生態(tài)工程，初步建立以森林植被為主體、林草相結(jié)合的國(guó)土生態(tài)安全體系，培育水源涵養(yǎng)林和水土保持林，預(yù)防崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，確保庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全和水庫(kù)運(yùn)行安全。根據(jù)《長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)（2011）》顯示，2011年三峽庫(kù)區(qū)森林面積250.86萬(wàn)hm2，森林覆蓋率達(dá)43.50%。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical position of the studied area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1）數(shù)據(jù)來(lái)源。根據(jù)庫(kù)區(qū)具體情況，參照我國(guó)現(xiàn)行《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》（GB/T21010-2007）和國(guó)家林業(yè)局《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》（林資發(fā)[2003] 61號(hào)文件），將研究區(qū)森林景觀劃分為5大類(lèi)：針葉林、闊葉林、混交林、竹林和灌木林。在Arcgis10.0軟件中，以TM和SPOT5為遙感數(shù)據(jù)源，結(jié)合庫(kù)區(qū)森林資源分布圖和1990、2002、2011年的3期森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)，通過(guò)目視解譯得到庫(kù)區(qū)森林景觀分布圖（見(jiàn)圖2）。

圖2 1990～2011三峽庫(kù)區(qū)森林分布Fig.2 Forest distribution of Three Gorges Reservoir Area from 1990 to 2011

2）數(shù)據(jù)預(yù)處理。為便于森林景觀破碎化分析，用庫(kù)區(qū)邊界切割分類(lèi)圖，利用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS10.0將輸出結(jié)果轉(zhuǎn)換為grid格式圖（最小柵格單元為1 000 m×1 000 m），分別生成三峽庫(kù)區(qū)1990年、2002年、2011年的森林景觀分類(lèi)圖。

3）研究方法。為客觀評(píng)價(jià)1990～2011近20年間三峽庫(kù)區(qū)森林景觀的破碎化程度，研究以庫(kù)區(qū)三期森林資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別從基本特征（斑塊面積、斑塊數(shù)量、斑塊密度、平均斑塊面積）、面積大小等級(jí)、格網(wǎng)密度和破碎度指數(shù)四個(gè)方面來(lái)分析三峽庫(kù)區(qū)的森林景觀破碎化，以期闡明庫(kù)區(qū)森林景觀的演變規(guī)律，為森林植被的生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1.3 破碎化評(píng)價(jià)指標(biāo)

衡量和評(píng)價(jià)森林景觀破碎化的指標(biāo)有多種, 因研究目的而異。本研究利用FRAGSTATS4.0景觀格局分析軟件，在計(jì)算森林景觀組分斑塊面積、斑塊數(shù)量、斑塊密度、平均斑塊面積的基礎(chǔ)上，選取最大形狀指數(shù)、斑塊邊界密度[17]、平均最近距離[18]和破碎度指數(shù)[19-22]作為分析庫(kù)區(qū)森林景觀組分破碎化的指標(biāo)，定量分析庫(kù)區(qū)森林景觀格局基本特征及其破碎化情況，計(jì)算公式如下：

斑塊邊界密度：EDi=Li/Ai。

式中：Li為i景觀類(lèi)型的周長(zhǎng)，Ai為i景觀類(lèi)型的面積；Pij為i景觀組分j斑塊周長(zhǎng)（m）；aij為i景觀組分j斑塊面積（m2），ni為i景觀組分的斑塊數(shù)量，MPFD表示斑塊邊界的復(fù)雜程度，MPFD∈(1, 2)，值越大表明斑塊形狀邊界越復(fù)雜；hij為從某斑塊到同類(lèi)斑塊的最近距離（m）；FN1為整個(gè)研究區(qū)的景觀破碎度指數(shù)，Np為景觀斑塊總數(shù)，Nc為景觀數(shù)據(jù)矩陣的方格網(wǎng)格子總數(shù)，F(xiàn)N2為某景觀斑塊類(lèi)型的景觀破碎度指數(shù)，MPS景觀中各類(lèi)斑塊的平均斑塊面積（以方格網(wǎng)的格子數(shù)為單位），Nf為某一景觀類(lèi)型的斑塊數(shù)目，F(xiàn)N1與FN2∈(0, 1)，0表示景觀完全未被破壞，1表示景觀被完全破壞。

為減小由于格網(wǎng)尺度不同造成的數(shù)據(jù)差異，本文對(duì)破碎化指數(shù)公式進(jìn)行了修正，Nc為研究區(qū)的總景觀面積與最小斑塊面積的比值，同樣，MPS則以研究區(qū)的最小斑塊數(shù)目為單位，在破碎化指數(shù)計(jì)算中，最小斑塊被視為正方形格網(wǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林景觀基本特征分析

1）分布特征 分析圖2可知，三峽庫(kù)區(qū)森林面積自西向東呈明顯遞增的趨勢(shì)，由1990年的零星、點(diǎn)狀分布發(fā)展到2011年的連續(xù)、成片分布，森林破碎化狀況明顯改善。結(jié)構(gòu)方面，針葉林面積最大，比例超過(guò)50%，其次是闊葉林，相對(duì)來(lái)說(shuō)混交林、竹林、灌木林?jǐn)?shù)量偏少，合計(jì)不超過(guò)森林景觀總面積的20%。結(jié)合圖3和1990年以來(lái)的遙感影像分析，1990～2011年三峽庫(kù)區(qū)林地面積顯著增加，面積比例由1990年的27.69%上升為2011年的43.50%，20年間庫(kù)區(qū)森林面積增加約130.31萬(wàn)公頃，增幅超過(guò)80%，森林植被快速恢復(fù)，年均增長(zhǎng)率高達(dá)4%，相比于我國(guó)西北[21-22]、黃河流域[23]和中部[24]等地區(qū)，森林植被具有良好的生長(zhǎng)狀況。

圖3 三峽庫(kù)區(qū)各森林類(lèi)型面積分布Fig. 3 Areas distribution of forest types in Three Gorges Reservoir Area

2）結(jié)構(gòu)特征 分析圖3可知，森林面積構(gòu)成比例方面，三期數(shù)據(jù)分布規(guī)律基本一致，呈現(xiàn)出針葉林＞闊葉林＞混交林＞灌木林＞竹林的趨勢(shì)，但各類(lèi)型之間的面積比例有輕微變動(dòng)。其中針葉林的面積比例持續(xù)下降（1990年為54.0%，2011年50.7%），闊葉林保持上升（由32.6%上升為35.1%）?？梢?jiàn)庫(kù)區(qū)在推進(jìn)大規(guī)模植樹(shù)造林活動(dòng)的同時(shí)，注重林分結(jié)構(gòu)的調(diào)整，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)。

3）斑塊特征 斑塊密度和平均斑塊面積是最基本的景觀破碎化指數(shù)，二者從數(shù)量和面積上反應(yīng)出研究區(qū)景觀的破碎化程度，斑塊密度值越大，表明斑塊被分割的情況越嚴(yán)重，破碎化程度越高；而后者剛好相反，其值越小破碎化程度越高。由表1可知，1990～2011年間，隨著森林面積的增加，庫(kù)區(qū)森林景觀的斑塊數(shù)量在增加，比20世紀(jì)90年代增加了31個(gè)百分點(diǎn)；同時(shí)斑塊密度在減小，由1990年的0.27減小到2011年的0.19，減小比率高達(dá)30%，而且平均斑塊面積也在逐漸增大，由369.22 hm2增加到520.73 hm2。這幾個(gè)指數(shù)反映出近20年來(lái)庫(kù)區(qū)的森林破碎化程度在逐步減小，森林景觀呈現(xiàn)由異質(zhì)、不連續(xù)性向均質(zhì)、連續(xù)性發(fā)展的趨勢(shì)。

表1 1990～2011年森林景觀基本特征統(tǒng)計(jì)Table 1 Basic landscape pattern index statistics from 1990 to 2011

表2 1990～2011年基本景觀指數(shù)分等級(jí)統(tǒng)計(jì)Table 2 Graduation statistics of basic landscape pattern index from 1990 to 2011

各森林類(lèi)型來(lái)看，針葉林的斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度指數(shù)逐漸減小，特別是斑塊密度指數(shù)由1990年的0.13減小到2011年的0.57，平均斑塊面積逐漸增大，破碎化程度減緩最為明顯。其他森林類(lèi)型，闊葉林、混交林、竹林和灌木林在保持斑塊數(shù)量逐漸增加的基礎(chǔ)上，斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度均呈遞減趨勢(shì)，與庫(kù)區(qū)整體森林景觀破碎化趨勢(shì)基本一致。

2.2 森林景觀按面積等級(jí)分析

結(jié)合庫(kù)區(qū)森林景觀整體分布情況，在ArcGIS10.0軟件里對(duì)1990、2002、2011三期森林森林分布圖按面積等級(jí)進(jìn)行劃分和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2。

分析表2可知，庫(kù)區(qū)三期森林分布圖按面積等級(jí)劃分后，庫(kù)區(qū)森林類(lèi)型的斑塊面積和數(shù)量存在兩極分化，面積≤1 hm2的斑塊數(shù)量較多，分別為32.34%、34.86%和41.05%，但面積比例很小，僅為3.37%、3.51%和4.82%；面積20～50 hm2的斑塊數(shù)量比例均小于4%，但面積比例多達(dá)20%以上。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)庫(kù)區(qū)森林斑塊明顯增多，均集中在5 hm2以下，斑塊之間的相對(duì)差異在縮小。分析森林類(lèi)型遙感分類(lèi)結(jié)果的空間位置發(fā)現(xiàn)，大斑塊林地集中分布在三峽庫(kù)區(qū)東部的傳統(tǒng)林區(qū)（大巴山以東的神龍架林區(qū)、川陜邊界等地），即位于湖北境內(nèi)的宜昌縣、興山縣、秭歸縣和巴東縣等人類(lèi)活動(dòng)干擾相對(duì)較少的地區(qū)；而庫(kù)區(qū)西南部的少林區(qū)，即江津市、巴南區(qū)、江北縣、長(zhǎng)壽縣等低山丘陵地區(qū)，經(jīng)過(guò)近幾十年來(lái)大規(guī)模的植樹(shù)造林活動(dòng)，森林破碎化狀況逐步改善，但其破碎化劇烈程度仍明顯高于庫(kù)區(qū)的其他區(qū)域。

2.3 森林景觀按網(wǎng)格密度分析

根據(jù)三峽庫(kù)區(qū)森林斑塊面積大小分布情況，利用ArcGIS10.0空間分析中的f i shnet功能，以100 hm2（1 000 m×1 000 m）為網(wǎng)格密度單元，疊加1990年、2002年、2011年三期森林類(lèi)型分布圖，統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)格單元的森林面積比例，以此為指標(biāo)測(cè)算每期森林類(lèi)型的破碎化程度。

同時(shí)，結(jié)合森林景觀覆蓋特點(diǎn)，將其劃分為5個(gè)等級(jí)：≥90%、70%～90%、50%～70%、30%～50%、≤30%（見(jiàn)圖4）。具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖4 三峽庫(kù)區(qū)100 hm2網(wǎng)格單元森林面積比例Fig. 4 Forest area proportion of Three Gorges Reservoir Area in 100 hm2 grid cells

表3 1990～2011年基本景觀指數(shù)按格網(wǎng)密度統(tǒng)計(jì)Table 3 Basic landscape pattern index statistics in grid density from 1990 to 2011

表4 1990～2011年三峽庫(kù)區(qū)破碎度指數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 4 Basic fragmentation index statistics from 1990 to 2011

分析表3可知，20世紀(jì)90年代初，三峽庫(kù)區(qū)森林集中分布在北部和西南部的局部地區(qū)，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元比重僅占29%，多林帶和小片林，森林破碎化程度高，固土御災(zāi)的能力不強(qiáng)；到本世紀(jì)初，隨著森林分布范圍不斷擴(kuò)大，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元所占比重達(dá)到35%，森林破碎化有所緩解；近年來(lái)，森林覆蓋區(qū)域顯著增加，且連片分布，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元所占比重，比20世紀(jì)90年代初提高15個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到44%，荒山綠化和陡坡地治理成效卓著。

2.4 森林景觀按破碎度指數(shù)分析

總體而言，斑塊的最大形狀指數(shù)反映了斑塊的優(yōu)勢(shì)度；邊界密度表示景觀類(lèi)型單位面積所擁有的周長(zhǎng)[25]；平均最近距離用來(lái)度量同種景觀組分斑塊間的相隔距離，揭示景觀格局的團(tuán)聚與分散程度[26]；而破碎度指數(shù)是生境破碎化的直接描述，反映景觀空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和破碎化程度。由表4可知，1990～2011年間，斑塊的最大形狀指數(shù)、邊界密度均呈逐年遞增趨勢(shì)，同一年間共同表現(xiàn)為：針葉林＞闊葉林＞混交林＞灌木林＞竹林，其中針葉林分別為11.09和3.16，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他森林類(lèi)型，說(shuō)明針葉林規(guī)模大，褶皺程度高，在森林景觀中處于優(yōu)勢(shì)地位；而平均最近距離、破碎度指數(shù)則依次遞減，變化趨勢(shì)正好相反，相同時(shí)間段均表現(xiàn)為：針葉林＜闊葉林＜混交林＜灌木林＜竹林。這個(gè)幾個(gè)指數(shù)綜合反映出近二十年來(lái)三峽庫(kù)區(qū)的森林景觀呈現(xiàn)形狀逐漸趨于復(fù)雜，聚集度、優(yōu)勢(shì)度升高，斑塊間最近距離減小，團(tuán)聚性增強(qiáng)的特征，森林景觀破碎化程度逐步緩解，植被改善成為主旋律。

3 結(jié) 論

森林景觀的破碎化是森林生態(tài)系統(tǒng)變化的逆向過(guò)程。研究表明，人工造林對(duì)森林景觀格局的變化具有重要作用，造林初期增加了森林景觀的破碎化，但長(zhǎng)期造林條件下，森林面積逐漸增加且斑塊數(shù)量逐漸減少，破碎化逐步緩解，森林結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜。1990～2011年三峽庫(kù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)在人為干擾下趨于正向演化，結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定。

（1）森林面積增加明顯，增幅高達(dá)84%，森林植被呈現(xiàn)良好的生長(zhǎng)狀況。森林結(jié)構(gòu)方面，三期數(shù)據(jù)分布規(guī)律基本一致，呈現(xiàn)出針葉林＞闊葉林＞混交林＞灌木林＞竹林的規(guī)律，但針葉林面積比例逐漸下降，闊葉林面積比例增加，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)。

（2）按面積大小劃分顯示，庫(kù)區(qū)森林類(lèi)型的斑塊面積和數(shù)量存在兩極分化，面積≤1 hm2的斑塊數(shù)量較多，但面積比例很??；面積20～50 hm2的斑塊數(shù)量比例均小于4%，但面積比例多達(dá)20%以上。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)庫(kù)區(qū)森林斑塊明顯增多，均集中在5 hm2以下，斑塊之間的相對(duì)差異在縮小。

（3）從格網(wǎng)密度統(tǒng)計(jì)看，20世紀(jì)90年代初，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元僅占29%，森林破碎化程度高；到本世紀(jì)初，森林面積逐步增加，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元達(dá)35%，森林破碎化有所緩解；近年來(lái)，森林覆蓋區(qū)域顯著增加，且連片分布，森林面積比例超過(guò)70%的網(wǎng)格單元所占比重，比1990年提高15個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到44%。

（4）破碎度指數(shù)分析表明，1990～2011年間，三峽庫(kù)區(qū)森林景觀形狀逐漸趨于復(fù)雜，表現(xiàn)為聚集度、優(yōu)勢(shì)度升高，團(tuán)聚性不斷增強(qiáng)，破碎化程度逐步緩解。

4 討 論

三峽庫(kù)區(qū)作為我國(guó)西南部典型的生態(tài)脆弱區(qū)，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治和應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮著重要作用[27]。隨著三峽工程的興建，土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，三峽庫(kù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)等成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)[28]。研究表明：20世紀(jì)90年代，庫(kù)區(qū)森林破碎化程度高，隨后20年間到2011年左右，森林面積和覆蓋率逐步增加，森林破碎化明顯緩解，整體呈逆向演變過(guò)程，說(shuō)明國(guó)家生態(tài)工程的實(shí)施發(fā)揮了正效應(yīng)，取得了顯著成效。

從已有研究來(lái)看，森林的片段化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與生物多樣性的保護(hù)有重要影響[29]，景觀破碎化涉及到森林的空間結(jié)構(gòu)分布，大規(guī)模造林帶的形成，并不意味著森林破碎化趨勢(shì)的變好，如何正確評(píng)價(jià)防護(hù)林帶營(yíng)造與森林破碎化之間的關(guān)系是未來(lái)森林生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)重要方向。

森林景觀破碎化是景觀生態(tài)學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，但在具體空間格局特征量化指標(biāo)上缺乏明確的方法[30-32]。本文主要側(cè)重于從不同角度評(píng)價(jià)森林的破碎化程度，關(guān)于森林景觀破碎化的影響因子以及對(duì)物種多樣性的影響本文涉足不多，如何將諸多影響因子綜合考慮，多角度探討森林景觀的破碎化，以后需進(jìn)一步研究。

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Study on evolution of forest landscape fragmentation of Three Gorges Reservoir Area based on multi-remote sensing images

ZHANG Yu-xing1, YAN En-ping2, XIA Chao-zong1, DANG Yong-feng1
(1.Academy of Forestry Inventory and Planning, State Forestry Administration, Beijing 100714, China; 2. Research Center of Forest Remote Sensing & Information Engineering, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

Since the initiation of Three Gorge Construction Project, the spatial distribution and landscape pattern of forests in the areas have changed signif i cantly, which is worthy of major concerns. In order to monitor the dynamics and fragmentation of forest landscape pattern in the area, based on the remote sensing interpretation data of forests in the years of 1990, 2002 and 2011, the appreciate landscape pattern indexes were selected to build the models for forest fragmentation by using the software ArcGIS10.0 and Fragstats4.0.The results are shown as followings. From 1990 to 2011, with the increases of patch area in size, number, aggregation and dominance,the heterogeneity and fragmentation decreased on the contrary. The stability of forest ecosystem in the studied area was enhanced signif i cantly. By the year of 2011, the grid cells of forest area proportion over 70% was up to 40 percent, higher 15% than that in 1990.It is concluded that, in order to relieve the fragmentation of forest landscape, it is an effective way to promote the improvement of forest landscape pattern by developing long-term planning of reforestation planting and vegetation construction, so that to enhance the complexity and stability of forest ecosystem.

forestry remote sensing; forest landscape pattern; fragmentation; evolution laws; Three Gorges Reservoir Area

S771.8；S757

A

1673-923X(2013)07-0001-07

2013-02-27

森林資源監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（SX[2010]-[017]）；國(guó)家863課題（2012AA102001-4）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31100412)

張煜星（1964-），男，內(nèi)蒙古四子王旗人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事森林經(jīng)理、資源與環(huán)境監(jiān)測(cè)研究；

E-mail：zhangyuxing212@163.com

[本文編校：吳 毅]